详细内容

宇宙中的高能和高能量密度过程

来源:科技部  访问: 时间:2012/12/14 [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

 

 

  李惕碚,中国科学院院士,1963年毕业于清华大学工程物理系。时任中国科学院高能物理研究所研究员,粒子天体物理重点实验室学术委员会主任;清华大学教授,清华大学天体物理中心主任;空间硬X射线调制望远镜HXMT项目首席科学家,清华大学天体物理中心主任。

 

  【报告摘要】宇宙高能过程产生的宇宙射线曾经对核物理和高能物理的早期发展起过重要作用。进入新世记以来,用宇宙作为物理实验室,探索在地球上无法企及的条件下,例如早期宇宙或黑洞视界附近的物理规律,成为寻求物理学新突破的重要途径。美国宇航局制定了《超越爱因斯坦》(BeyondEinstein)计划,通过引力、光学和高能波段的空间观测,研究三个重大的科学问题:宇宙大爆炸的产生,黑洞附近时空和物质的行为以及暗能量的本质。我们用对致密天体硬X射线和对早期宇宙微波背景辐射的空间观测为例,介绍对宇宙高能和高能量密度过程研究的一些进展情况。

  黑洞X射线耀发和宇宙γ射线暴:X射线和硬X射线的不断耀发是吸积黑洞(黑洞双星、超大质量黑洞)的共同特性。通常认为,黑洞X射线耀发源于吸积盘热不稳定,产生的软X射线光子通过高温电子晕中的康普顿化过程提升为硬X射线。宇宙γ射线暴是集中于硬X射线能区的短时间强烈爆发。宇宙γ射线暴的标准模型借助于高速运动火球的相对论效应,把低能光子转换到高能区;但火球模型没有回答是什麽过程产生构成火球的激波,没有回答作为γ暴起源的核心问题,即中心发动机问题。我们对天文卫星数据的分析结果表明,黑洞X射线的原初耀发和宇宙γ射线暴可能都起源于天体等离子体的高电动势箍缩放电。高温高密的放电柱是一个高效的硬X射线和γ射线辐射体。对于致密天体硬X射线的观测是研究超强引力场中物理过程的重要途径。我国研制中的硬X射线调制望远镜卫星HXMT,将成为研究致密天体动力学和辐射过程的一个强有力的装置。

  宇宙微波背景辐射:WMAP卫星测量微波背景辐射涨落角功率谱,得出宇宙学参数的精确值。我们发现,迄今发布的WMAP结果存在严重的系统误差。我们重新处理WMAP原始数据,得到了新的宇宙学参数,宇宙暗能量份额由74%下降为68%,暗物质由21%上升为27%。更重要的是我们发现背景辐射在90°的大尺度上不存在涨落。这一结果对于暴涨期间的宇宙性状给出了强烈的限制,表明有可能通过对于早期宇宙辐射的观测,研究接近普朗克尺度的物理。

 共1页  1